周秀,劉威峰,田天,田祿,魏瑩,陳磊,李奇超

(國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院，寧夏 銀川 750011)

近年來，寧夏電網(wǎng)110 kV及以上新建變壓站都是以GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)為主，即使GIS設(shè)備具有諸多優(yōu)點，但GIS設(shè)備的故障仍時有發(fā)生，因而GIS設(shè)備的例行及診斷性帶電檢測工作必不可少，且通過帶電檢測發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備缺陷是當(dāng)下最主要也是最行之有效的方法。

1 寧夏電網(wǎng)GIS設(shè)備帶電檢測概況

據(jù)不完全統(tǒng)計，近5年帶電檢測診斷技術(shù)主動發(fā)現(xiàn)寧夏電網(wǎng)110 kV及以上GIS設(shè)備故障或缺陷共18起，具體情況如表1所示。

表1 寧夏電網(wǎng)GIS帶電檢測發(fā)現(xiàn)缺陷/故障統(tǒng)計

1.1 GIS漏氣缺陷

(1)2015年6月22日，對某330 kV變電站330 kV GIS設(shè)備進(jìn)行SF6氣體紅外成像檢漏時，發(fā)現(xiàn)該站某I號出線的33566隔離開關(guān)A相頂蓋緊固螺栓及氣室連接縫隙處有SF6氣體泄漏現(xiàn)象，如圖1所示。該氣室壓力為0.49 MPa，其額定壓力應(yīng)為0.50 MPa。后續(xù)停電檢查發(fā)現(xiàn)頂部密封蓋裝配工藝不良，導(dǎo)致密封不嚴(yán)，造成SF6氣體從頂蓋各緊固螺栓及罐體縫隙處泄露[1-2]。

圖1 內(nèi)置傳感器紅外檢漏

(2)2018年9月6日，某220 kV變電站GIS設(shè)備例行巡視時，發(fā)現(xiàn)60216斷路器B相SF6氣體壓力降至0.58 MPa，立即對該氣室進(jìn)行補氣及檢漏工作，通過紅外檢漏儀檢測發(fā)現(xiàn)該氣室的密度繼電器三通閥與本體連接面處有明顯的漏氣現(xiàn)象，如圖2、圖3所示。根據(jù)停電后的解體檢查結(jié)果分析，主要原因為設(shè)備制造工藝不良，導(dǎo)致密封面焊接傾斜，密封圈未能壓緊造成漏氣；次要原因為設(shè)備安裝調(diào)試階段未及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備固有缺陷(僅投運1年)，投運前檢漏試驗未及時發(fā)現(xiàn)該缺陷[3-4]。

圖2 60216斷路器氣室紅外檢漏成像

圖3 60216斷路器氣室漏氣位置

1.2 自由顆粒放電缺陷

2017年11月28日，對檢修后的某330 kV變電站126 kV GIS IV母和III母開展投運前交流耐壓試驗。在126 kV GIS IV母A相耐壓試驗時，發(fā)現(xiàn)有異常的超聲局放信號，超聲圖譜表征為126 kV GIS IV母存在自由顆粒放電缺陷。經(jīng)現(xiàn)場解體確認(rèn)GIS母線罐體底部存在雜質(zhì)及顆粒，異常超聲波信號如圖4所示，GIS內(nèi)部的雜質(zhì)及顆粒如圖5所示。經(jīng)分析，該雜質(zhì)及顆粒為GIS安裝過程中未嚴(yán)格按照工藝流程操作，造成金屬顆粒等異物未被及時發(fā)現(xiàn)清除，滯留在GIS底部[5-6]。

圖4 超聲波局放脈沖圖譜

圖5 現(xiàn)場解體的金屬碎屑

1.3 懸浮放電缺陷

2018年6月22日，某330 kV變電站110 kV GIS進(jìn)行紅外成像檢測時，發(fā)現(xiàn)114出線間隔的C相出線套管氣室異常發(fā)熱，并結(jié)合紅外成像分析判斷114間隔出線套管的導(dǎo)電桿的插接件存在接觸不實現(xiàn)象，如圖6及表2所示。停電解體檢查發(fā)現(xiàn)GIS導(dǎo)桿連接部位的組部件存在接觸不良現(xiàn)象，應(yīng)為GIS設(shè)備安裝時工藝管控不到位造成的[7]。

表2 114間隔出線套管回路電阻測試

圖6 114出線間隔紅外成像

2 聯(lián)合檢測技術(shù)在GIS設(shè)備懸浮放電缺陷中的應(yīng)用

寧夏電網(wǎng)GIS帶電檢測過程中，盡管由懸浮放電缺陷引起的占比最低，但其對GIS設(shè)備危害卻很大，因而，在GIS設(shè)備的例行及診斷帶電試驗過程中，應(yīng)重視懸浮放電缺陷診斷工作。在此，介紹了一起聯(lián)合檢測技術(shù)在GIS設(shè)備懸浮放電缺陷中應(yīng)用的典型案例。

2.1 缺陷概述

2018年12月3日，某110 kV變電站GIS設(shè)備開展帶電檢測工作，在1111和1112間隔的電壓互感器隔離開關(guān)處發(fā)現(xiàn)異常局放信號，并運用X射線成像檢測技術(shù)確定缺陷部位，分析判斷1111間隔電壓互感器隔離開關(guān)內(nèi)部絕緣拐臂處存在局部放電缺陷[8]。

2.2 聯(lián)合檢測情況

(1)特高頻局放檢測。在110 kV GIS的1111間隔電壓互感器隔離開關(guān)氣室臨近的接地開關(guān)絕緣子處檢測到異常特高頻信號，PRPD和PRPS圖表征為懸浮放電信號[9-10]，如圖7所示。

圖7 特高頻局部放電圖譜

(2)超聲波局放檢測。在110 kV 1111間隔電壓互感器隔離開關(guān)氣室處檢測到較大的超聲波局部放電信號，超聲波信號的相位圖譜表征為懸浮放電信號，如圖8所示。

圖8 超聲波局部放電相位圖譜

(3)X射線檢測。對超聲波及特高頻局放疑似信號部位開展X射線成像檢測，發(fā)現(xiàn)1111隔離開關(guān)內(nèi)部絕緣拐臂連接軸銷位于滑孔的右部，且動觸頭插入深度不夠，存在合閘不到位現(xiàn)象。成像結(jié)果如圖9、圖10所示。

圖9 隔離開關(guān)絕緣拐臂X射線成像

圖10 隔離開關(guān)動靜觸頭X射線成像

2.3 解體檢查情況

為防止缺陷進(jìn)一步發(fā)展，威脅GIS設(shè)備安全運行，1月8日，對該隔離開關(guān)進(jìn)行解體檢查，檢查結(jié)果如圖11所示。絕緣拐臂與傳動桿連接部位存在腐蝕痕跡、動靜觸頭存在接觸不到位情況，與超聲、特高頻局放及X射線檢測結(jié)果一致。

圖11 隔離開關(guān)拐臂軸

2.4 小 結(jié)

超聲波和特高頻局部放電檢測技術(shù)是GIS設(shè)備帶電檢測最常見的也是最行之有效的方法，但GIS設(shè)備的部分組、部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，應(yīng)充分結(jié)合X射線成像檢測技術(shù)及設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖綜合判斷GIS設(shè)備異常狀況，便于精準(zhǔn)分析GIS設(shè)備缺陷。

3 結(jié) 論

(1) 關(guān)口前移，嚴(yán)控設(shè)備安裝質(zhì)量。部分GIS設(shè)備的懸浮放電缺陷是由于安裝質(zhì)量把控不嚴(yán)及驗收不到位造成的。一方面對安裝人員建立可追溯的考核制度，將安裝工藝細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化，重點對罐體內(nèi)部清理、導(dǎo)體對接緊固、伸縮節(jié)安裝等關(guān)鍵工藝做到痕跡管理，嚴(yán)肅追究安裝責(zé)任；另一方面應(yīng)加大驗收人員的痕跡管理和責(zé)任追溯機(jī)制，確保安裝過程中各環(huán)節(jié)及關(guān)鍵點拍照、存檔、簽名、歸類，形成痕跡管控和終生責(zé)任追溯。

(2)持續(xù)提升GIS設(shè)備狀態(tài)綜合診斷水平。積極主動應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)且成熟度高的儀器，并探索先進(jìn)的試驗手段，對于不同的缺陷，有針對性地采用檢測手段，不斷地總結(jié)經(jīng)驗并推廣。

(3)做好全過程質(zhì)量管控。應(yīng)建立高效快捷的閉環(huán)反饋及質(zhì)量管控模式，對提升設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、運檢等各環(huán)節(jié)GIS全過程質(zhì)量管控意義重大。尤其對設(shè)備安裝完成后、投運前應(yīng)嚴(yán)格按照檢修標(biāo)準(zhǔn)開展全面“首檢式驗收”，利用大型、精密儀器對GIS開展帶電檢測及激光探焊縫等全面“體檢”工作。